[MaxBMSTU 0]

Необходимо спроектировать аналоговый полностью дифференциальный фильтр с цифровым ускорением времени выхода на рабочий режим. Суть проблемы в следующем. Есть аналоговый фильтр (полностью дифференциальный, Баттерворта, 4-ого порядка, Fc=20 кГц), на вход подаётся прямоугольный сигнал (меандр) шириной 200 мксек, амплитудой 10мВ...10В. Необходимо измерить его амплитуду. Сигнал на выходе аналогового фильтра не успевает достичь необходимой точности. Увеличивать частоту среза фильтра нельзя. Можно ли спроектировать фильтр таким образом, чтобы можно было с помощью ключа, например, зарядить один из конденсаторов фильтра до более менее точного значения, затем ключ разомкнуть и далее фильтр сам должен выйти на рабочий режим. Идея в том, чтобы выход на рабочий режим осуществлялся не скачком по всему диапазону, а за счёт ключа только от близкого к необходимому на выходе значению. Может быть кто-нибудь встречал такие фильтры или предполагает, как должны выглядеть такая структура?

 

[Methane 0]

Необходимо спроектировать аналоговый полностью дифференциальный фильтр с цифровым ускорением времени выхода на рабочий режим. Суть проблемы в следующем. Есть аналоговый фильтр (полностью дифференциальный, Баттерворта, 4-ого порядка, Fc=20 кГц), на вход подаётся прямоугольный сигнал (меандр) шириной 200 мксек, амплитудой 10мВ...10В. Необходимо измерить его амплитуду. Сигнал на выходе аналогового фильтра не успевает достичь необходимой точности. Увеличивать частоту среза фильтра нельзя. Можно ли спроектировать фильтр таким образом, чтобы можно было с помощью ключа, например, зарядить один из конденсаторов фильтра до более менее точного значения, затем ключ разомкнуть и далее фильтр сам должен выйти на рабочий режим. Идея в том, чтобы выход на рабочий режим осуществлялся не скачком по всему диапазону, а за счёт ключа только от близкого к необходимому на выходе значению. Может быть кто-нибудь встречал такие фильтры или предполагает, как должны выглядеть такая структура?

Я не понял что вам нужно, и почему нельзя просто оцифровать и дальше уже в цифре?

Включив телепатию, могу пару ссылок дать.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Sample_and_hold

http://en.wikipedia.org/wiki/Lock-in_amplifier

[MaxBMSTU 0]

Я не понял что вам нужно, и почему нельзя просто оцифровать и дальше уже в цифре?

Включив телепатию, могу пару ссылок дать.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Sample_and_hold

http://en.wikipedia.org/wiki/Lock-in_amplifier

 

Нет, мне не УВХ надо.

Может быть картинка прояснит ситуацию.

[Voblin 0]

Чё-то с вашей картинки непонятно где сигнал на вх. фильтра где на выходе и какой сигнал вы хотите иметь.

И ещё это ФНЧ или полосовой фильтр.

Изменено 3 мая, 2011 пользователем Voblin

[Herz 4]

А что представляет собой Ваш входной сигнал? Действительно прямоугольник? И Вам нужен фильтр с минимальными пульсациями на переходной функции?

[MaxBMSTU 0]

Чё-то с вашей картинки непонятно где сигнал на вх. фильтра где на выходе и какой сигнал вы хотите иметь.

И ещё это ФНЧ или полосовой фильтр.

Входной сигнал - красный, выходной без корректировки - оранжевый, с корректировкой - зелёный.

Это ФНЧ.

 

А что представляет собой Ваш входной сигнал? Действительно прямоугольник? И Вам нужен фильтр с минимальными пульсациями на переходной функции?

Да, на входе прямоугольник с разной амплитудой.

Не совсем фильтр с минимальными пульсациями, я просто хотел уменьшить время выхода фильтра на рабочий режим. Открытием ключа заряжать быстро тот же конденсатор (зелёный сигнал на моей картинке), пусть даже не точно. Затем закрыть ключ и предоставить фильтр самому себе. Для него начальные условия будут уже не нулевыми, и входной сигнал для него теперь как ступенька амплитудой в погрешность установки напряжения на конденсаторе относительно идеального значения. Чем меньше ступенька, тем меньше время установления фильтра. На этом я и хотел сыграть.

[Voblin 0]

АЧХ фильтра снимали? АЧХ батервортовская? По идее фильтр не узкополосный, не должно его так колбасить, и колбасит его как фильтр 5 порядка.

[MaxBMSTU 0]

АЧХ фильтра снимали? АЧХ батервортовская? По идее фильтр не узкополосный, не должно его так колбасить, и колбасит его как фильтр 5 порядка.

Фильтр 4-ого порядка. АЧХ снимал в MicroCap'е

 

Вот только что нашёл статейку с идеей, которую я пытаюсь реализовать.

http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/defdeny....p;userType=inst

У меня правда доступа к IEEE нет, но в Abstract'е указывается идея, реализовать которую мне нужно.

Кто-нибудь всё-таки подобное делал?

[Voblin 0]

В микрокапе это конечно здорово, но при реализации в железе бывают нюансы. Или у вас это пока на уроне моделирования?

[тау 24]

Необходимо спроектировать аналоговый полностью дифференциальный фильтр с цифровым ускорением времени выхода на рабочий режим.

Про Баттерворта высокого порядка - забудьте , переходная характеристика имеет пульсации, которые в большей или меньшей степени исказят значение отсчета , если он (предполагаю) проходит через УВХ.

Цифровой(импульсный) ускоритель , по вашему предложению , может дать эффект но может и создать проблемы .

 

Для фильтров этих целей берется или фильтр Гаусса ( с минимальным временем установления и отсутствием пульсаций переходной характеристики. Или , что совсем хорошо , берется интегратор со сбросом. Входной сигнал - ваш прямоугольник - интегрируйте , и по окончании импульса наинтегрированное значение сэмплируйте. Полоса такого фильтра минимальна из всех возможных и дает максимальное отношение сигнал/шум , если шум белый.

Интегратор может быть и аналоговым и цифровым. Котельникова и антиалиасинговый фильтр все равно забывать не стоит.

[MaxBMSTU 0]

В микрокапе это конечно здорово, но при реализации в железе бывают нюансы. Или у вас это пока на уроне моделирования?

Пока что я только моделирую. Макетирование будет впереди, при удачном моделировании, естественно.

 

Про Баттерворта высокого порядка - забудьте , переходная характеристика имеет пульсации, которые в большей или меньшей степени исказят значение отсчета , если он (предполагаю) проходит через УВХ.

Цифровой(импульсный) ускоритель , по вашему предложению , может дать эффект но может и создать проблемы .

 

Для фильтров этих целей берется или фильтр Гаусса ( с минимальным временем установления и отсутствием пульсаций переходной характеристики. Или , что совсем хорошо , берется интегратор со сбросом. Входной сигнал - ваш прямоугольник - интегрируйте , и по окончании импульса наинтегрированное значение сэмплируйте. Полоса такого фильтра минимальна из всех возможных и дает максимальное отношение сигнал/шум , если шум белый.

Интегратор может быть и аналоговым и цифровым. Котельникова и антиалиасинговый фильтр все равно забывать не стоит.

Спасибо, про Гаусса я как-то и подзабыл. Действительно, лучше взять его.

А вообще, кто-нибудь то, что я предлагаю делал? Хотелось бы посмотреть "боевой" вариант.